●強磁性体【きょうじせいたい】

磁性体のうちで，結晶内の隣合った磁性原子の磁気モーメントが平行に並んで外部に強い磁性を示すもの。強磁性を示す元素は鉄，コバルト，ニッケルなどがあり，これらの合金は良好な強磁性体として知られている。通常，磁気モーメントが平行にそろっている小領域を磁区といい，単結晶でも多数の磁区が存在する。磁界印加とともにその向きがそろい，全体として1つの向きとなって強い磁気的性質を示す。強磁性体はその成分や製作法の違いによって磁気的性質が変えられ，それぞれに応じて永久磁石，高透磁率材料，磁歪材料などに用いられる。

物質を構成する原子やイオンのもつ磁気モーメントが、互いの間に働く相互作用により低温で平行に配列している物質をさす。この物質は外から磁場を加えると特異な磁化の仕方をする。すなわち、磁場が保磁力H_cを超えると、磁化は急速に増加して飽和に達し、次に磁場を取り除いても残留磁化M_rが残る。このような磁化曲線をヒステリシス曲線とよぶ。この現象はJ・A・ユーイングが1881年（明治14）東京大学に在籍中に発見したものである。強磁性体の内部は、磁区とよばれる領域に分割されている。この磁区の内部では、磁気モーメントはすべて同一方向に配列しているが、異なる磁区の磁化の方向が異なるため、強磁性体でも表面に磁化の出現しない状態（消磁状態）を実現することができる。磁区は磁壁によって囲まれており、外から加えた磁場による磁壁の移動によって強磁性体の磁化が行われる。強磁性体の磁区内の磁化（自発磁化）はキュリー温度で消失し、さらに高温では磁化率はキュリー‐ワイスの法則に従って温度変化する。強磁性体としてもっともよく知られているのは鉄、コバルト、ニッケルとその合金であるが、このほかにガドリニウムなどの希土類金属、ホイスラー合金Cu₂MnAlなどのマンガン合金、La_1-xSr_xMnO₃、CrO₂、CrBr₃、ZrZn₂などの化合物があげられる。強磁性体の応用は、そのヒステリシスの形によって異なる。保磁力の小さい物質は軟材料とよばれ、透磁率が大きいのでトランス材料として用いられる。一方、保磁力の大きい硬材料は永久磁石材となる。またヒステリシスの形が角型のものは記憶素子として用いられる。最近では磁気抵抗メモリー、磁気センサーなどのスピントロニクス素子の材料としても用いられている。

［石川義和・石原純夫　2018年9月19日］

強磁性をもつ物質。鉄・ニッケル・コバルトおよびその合金など。